计算机网络架构知识（计算机网络体系结构分层思想举例）

计算机网络体系结构分层思想举例

我的电脑通过浏览器访问百度，实际上就是我的浏览器进程和百度服务器的WEB服务在网络中进行通信交互的过程。这个过程发生了什么？

1、 计算机应用层根据HTTP协议规定生成一个HTTP报文，交给运输层处理。

2、 运输层给这个报文添加一个TCP首部（包含目的地址源地址等），形成一个TCP报文段，接下来交给网络层处理。

3、 网络层再给TCP报文段添加一个IP首部，变成IP数据报（使报文可以在网路中传输，被路由转发），网络层将IP数据报交给数据链路层处理。

4、 数据链路层给IP数据报添加一个首部和一个尾部，形成一个帧（包含目的地址，源地址，类型，保障可以被目的地址接收）链路层将帧交给物理层。

5、 物理层将帧前面加一段前导码（让目的主机做好接受帧的准备）物理层将整段报文处理成0和1的高低平信号，发送给网络。

6、 到达路由器，路由器物理层将信号变换为比特流，将前导码去掉，也就是帧，交给数据链路层。

7、 数据链路层将首位去掉，交付给网络层，也就是IP数据报。

8、 网络层解析出IP数据报的首部，知道目的地址，查找路由器自身的路由表，确定转发端口，网络层把IP报交给数据链路层。

9、 数据链路层加一个首部尾部，形成帧，交给物理层。

10、 物理层将帧得比特流前面加上前导码，转化为物理信号交给网线传到WEB服务器，

11、 WEB服务器的物理层收到比特流后，将前导码去掉，保留的帧交给数据链路层。

12、 数据链路层拿到帧，数据链路层将首尾去掉，生成IP数据报，交给网络层。

13、 网络层将IP数据报的首部去掉，也就是TCP报文段，交付给运输层。

14、 运输层将TCP报文段的TCP首部去掉后，把HTTP报文交给应用层。

15、 应用层对HTTP报文进行解析，然后回复给计算机发送HTTP相应报文。

这个返回报文和请求报文的过程一样，从应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层层层穿衣服过后，发送给路由器，路由器脱衣服，拖到只剩IP数据报，再把衣服传回去，发送我我的电脑，我的电脑再脱衣服，拖到最后一件，露出HTTP报文段。

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计算机网络体系结构中的专用术语

专用术语来源于OSI体系结构，但也适用于TCP/IP协议族，分为三类

协议、实体、服务

实体 是指任何可发送或接受信息的硬件或软件进程

对等实体 收发双方相同层次中的实体

协议 控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合。

这些逻辑通信实际不是直接通讯的，单独研究某一层时，排除其他层的过程，方便学习

协议有三个要素

语法：定义所交换信息的格式

例如如图的IP协议，规定了报文的内容，顺序，长度

语义：定义收发双方所要完成的操作

例如，我要访问百度，我先要给百度发一个get http请求，百度解析报文后，知道这是http请求，对请求内容进行回复，发送一个http响应报文给我的主机，主机收到报文后，解析，取出百度给我的内容。这就是HTTP协议规定的。

同步：定义通讯双方的时序关系

例如TCP协议的三次握手的过程就显示了各过程时序的关系

服务 在协议的控制下，两个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。

要实现本次协议，还需要使用下面一层提供的服务。

实体看得见相邻下层提供的服务，但并不知道实现该服务的具体协议。也就是说，下面的协议对上面的实体是“透明”的。我们知道手机给我们提供的功能，但不知道工作原理。

服务访问点 在同一系统中相邻两次的实体交换信息的逻辑接口，用于区分不同的服务类型。

数据链路层服务访问点是帧的“类型”字段

网络层的服务访问点是IP数据报首部中的“协议字段”。

运输层的服务访问点为“端口号”

服务原语 上层使用下层提供的服务必须通过与下层交换一些命令，这些命令就是服务原语

协议数据单元PDU 对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元

例如物理层对等实体逻辑通信的数据包称为比特流；

链路层对等实体逻辑通信的数据包为帧

网络层的对等等实体逻辑通信的数据包为IP数据包或分组

运输层的对等等实体逻辑通信的数据包为TCP报文段/UDP用户数据报

应用层的对等等实体逻辑通信的数据包为报文，例如HTTP报文

服务数据单元SDU 同一系统内，层与层之间交换的数据包称为数据服务单元

多个SDU可以合成为一个PDU；一个SDU也可划分为几个PDU。

本文为笔者自学过程中整理的笔记，如有错误之处，欢迎指正，谢谢！[来看我]

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